日立IoTプラットフォームにおけるElastic Stackの活用事例

株式会社日立製作所は、Operational Technology(OT)とInformation Technology(IT)の融合により、IoT関連ソリューションの開発と容易なカスタマイズを可能とするIoTプラットフォーム「Lumada」(ルマーダ)の提供を開始しました。本講演では、次世代ファクトリー分野におけるElastic Stackの活用事例を、デモを交えてご紹介します。

古橋 亮慈 氏 l 株式会社日立製作所 サービスプラットフォーム事業本部 IoT・クラウドサービス事業部 IoT 開発本部 プラットフォーム第2部 主任技師 l 株式会社日立製作所

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1. 古橋 亮慈 主任技師 日立IoTプラットフォームにおけるElastic Stack活用事例 株式会社日立製作所 サービスプラットフォーム事業本部 IoT・クラウドサービス事業部 IoT開発本部 プラットフォーム第2部 2016/12/15
2. 1 © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. 自己紹介 1 埼玉県出身、2001年より横浜市在住 2007年から約2年間San Francisco Bay Area駐在 これまでやってきたこと： ITプラットフォーム（サーバ・ネットワーク・ストレージ）の 仮想化とHA (High Availability)に関する開発 2016年1月よりIoTプラットフォーム「Lumada」の開発に携わる 古橋 亮慈 ふるはし りょうじ
3. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. Contents 2 １．日立グループの概要 ２．日立におけるElastic Stack活用の背景 ３．日立におけるElastic Stack活用事例
4. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. Contents 3 １．日立グループの概要 ２．日立におけるElastic Stack活用の背景 ３．日立におけるElastic Stack活用事例
5. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. 日立製作所の概要 4
6. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. セグメント別構成 (２０１５年度) 5
7. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. Contents 6 １．日立グループの概要 ２．日立におけるElastic Stack活用の背景 ３．日立におけるElastic Stack活用事例
8. Elastic Stack活用の背景 1. Open 2. (Semi) Real-time 7
9. 8 © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. 日立のIoTプラットフォーム「Lumada」 8
10. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. 日立のIoTへの歩み INDUSTRIAL CONSUMER BUSINESS CITY OT 106 YEARS APPLICATIONS ANALYTICS INFRASTRUCTURE BIG DATA CLOUD IT 57 YEARS 9 © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. IoT SOLUTIONS
11. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. 社会イノベーション事業 お客さまとの協創によるデジタルソリューションで社会イノベーション事業を加速 IoT時代のイノベーションパートナー 電力 エネルギー アーバン 金融・公共 ヘルスケア 産業・流通・水 注力4事業分野 © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. 10
12. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. SMART CITY DIGITAL ENERGY INDUSTRIAL IoT Digital Business Solutions Open Adaptable Secure & Verified Intelligent Software Verified Blueprints Proven Values OT IoT Infrastructure IT Lumada 11 © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved.
13. 「Lumada」とは PDI : Pentaho Data Integration IoTプラットフォーム「Lumada」  システム開発期間を年月単位から週単位に短縮  ROIを改善  故障予兆に基づく部品交換で安全性・稼働率向上 故障予兆分析 PDI Analytics Hadoop 例) 建設機械のセンサーデータ等を活用した故障予兆ソリューション ￥ ビッグデータ (マシン・ビジネス・ヒューマン) インフラストラクチャー (現場系・情報系) ソリューションコア アナリティクスソフトウェア (アナリティクス・AI) 顧客価値 OTシステム ITシステム 機械 仕様 メンテ 履歴 センサー データ 「Lumada」とはユースケースの集合体 （モデル化され再利用可能な事例群） 12 © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved.
14. より早い価値の提供に向けた、Lumadaの特長 13 コードの再利用 /モジュール化 / 拡張性 統合基盤 / 信頼性 / 安全性 オープンアーキテクチャー / テクノロジーブループリント 複雑さの回避 成長の加速 スムーズな環境の統合 Adaptable Secure & Verified Open © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved.
15. 14 © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. IIC FA PaaS Testbed
16. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. IICへのテストベッドの提案・承認 15  次世代ファクトリー分野の取組みの１つとして、IICにテストベッドを提案し、承認  名称：Factory Automation Platform as a Service (FA PaaS) Testbed (http://www.iiconsortium.org/fa-paas.htm)  FAとITをつなぐOpen IoT Platformを提供。 日立、三菱電機、インテルの３社の共同提案 IIC: Industrial Internet Consortium
17. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. FA PaaS Testbedのターゲット領域 16  グローバルサプライチェーンマネージメント  製造業のグローバルなサプライチェーンをIoTでつなぎ、品質・コスト・納期・リスクを最適化  FA PaaS Testbedでは、FA(生産・製造工程)とIT(クラウド)をつないだ環境を提供 FA IT FA PaaS: Factory Automation Platform as a Service
19. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. Contents 18 １．日立グループの概要 ２．日立におけるElastic Stack活用の背景 ３．日立におけるElastic Stack活用事例
20. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. 検証環境の構築 19 Blade Server (Hitachi) Actuators PLC FA Edge Device (Mitsubishi Electric) IoT Gateway (Intel and Hitachi) FA Edge Adapter Internet LTE/3G VPN Router Mitsubishi Electric @ Nagoya, Japan Hitachi @ Japan IoT Headend IoT Data Processing Platform VPN Session Sensors Data Store Visualization Messaging Platform Data Collector Demo Line Security Software Security Software FA Communication Center  FA環境：エンジン部品の加工デモライン  デモラインはFA Edge DeviceとIoTゲートウェイを介してITプラットフォームに接続 PLC: Programmable Logic Controller, VPN: Virtual Private Network
21. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. デモラインの映像 20
22. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. デモラインの構成 21  エンジン部品加工デモライン (4個のPLCを使用) バーコード リーダ ファイバセンサ ファイバ センサ ファイバセンサ 変位センサ 2. NC加工機 1. 搬入ガントリー ローダー 3. 搬出ガントリー ローダー ベルト コンベア 5. 検査カメラ ファイバ センサ 表示器 (GOT) 清掃台 検査台 表示器 (GOT) 表示器 (GOT) 表示器 (GOT) ライトカーテン 安全装置 4. ロボットアーム PLC: Programmable Logic Controller, GOT: Graphic Operation Terminal, NC: Numerical Control PLC PLC PLC PLC
23. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. FA Edge DeviceとIoT Gateway／IoT Headend 22  FA Edge Device  Field Networkを介して設備からデータ取得し、IoTゲートウェイからアクセス可能とする  IoT Gateway / IoT Headend  FA Edge Deviceから周期的にFAデータを収集  IoTゲートウェイとIoT Headendの間はセキュアな通信チャネルを確立 SLMP: Seamless Message Protocol
24. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. PLC Elastic Stackを用いたFA-IT連携 23  Elastic Stackを活用して、FA-IT連携のプロトコル変換/データ変換を実現 FA Edge Device IoT-GW ① 一定間隔で データを読み出し 【生データ】 4001,0083,0301,5349,2D34, 3631,3930,3930,3731,3131, 3334,5357,2D34,3631,3930, 3930,3731,3131,3130,0000, 0000,0000,0000,0000,0000, 0000,0000,5349,2D34,3631, 3930,3930,3731,3031,3032 ② 読み出したデータにタグ付け ④ グラフ表示 lumberjack "data1": 65244, "data2": 51966, "data3": 48879, ... "x-pos": 65.24, "y-pos": 51.966, "z-pos": 48.879, "unit": "qudt:Centimeter" ③ データ加工・整形 ・単位換算 ・桁合わせ (Ingest) (加工/整形) Cloud Kafka { "@timestamp": "2016-09-09T08:02:..", ... "data1": 65244, "data2": 51966, "data3": 48879, ... }
25. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. 可視化画面の概要 24  Traffic lightによる設備状態表示  生産目標と生産数表示  各シリアルナンバー毎の工程状況  設備状態の時系列表示
26. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. 可視化画面の表示項目 (1) 25  設備状態と生産能力 設備状態 • ライン全体 • ガントリーローダー • NC加工機 • ロボットアーム • 検査カメラ 良品数 生産数の目標値 不良品数 完了率 生産計画と生産能力
27. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. 可視化画面の表示項目 (2) 26  シリアルナンバー毎の工程状況 シリアル ナンバー 時間 Process 1: 搬入ガントリー ローダー Process 2: NC加工機 Process 3: 搬出ガントリー ローダー Process 4: 検査ロボット アーム
28. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. 可視化画面 27
29. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. Lumada コンピテンシーセンター：デモと実証環境の提供 OSSTL: Open Source Software Technology Laboratory ・・・ PoCサービス （DevOps環境提供サービス）の例 データ利活用のプロトタイピングや価値検証を 迅速に行えるシステム検証環境 Lumada コンピテンシーセンター 28 © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. 2016年10月 立ち上げ！ •提供内容 ・ プロトタイピングと価値検証に重点を置いた 協創環境 ・ グローバルな実証実験が可能 ① PoCシステム環境 データ利活用を手軽に試行可能 日本語・英語で24時間365日サポート可能なヘルプデスク サイバー攻撃検出や脆弱性診断といったセキュリティ監視 ② ショーケースデモ 在庫最適化や機器の故障予兆診断といった各種デジタル ソリューションの効果をクラウド環境上のデモで体感 •新サービスの特長
31. © Hitachi, Ltd. 2016. All rights reserved. 商標 • 記載の会社名、製品名などは、それぞれの会社の商標もしくは登録商標です。 30